一种基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法，通过在所述第二型窗口层的表面生长一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层，且所述介质膜层具有若干个用于形成欧姆接触的介质孔；所述金属反射镜通过所述介质孔内的欧姆接触材料与所述第二型窗口层形成欧姆接触，在确保所述金属反射镜与所述第二型窗口层形成良好的欧姆接触的同时，通过在介质膜和金属反射镜之间增加粘附层，藉以提高金属反射镜的金属材料与介质膜的粘附性，使金属反射镜靠近外延叠层的一侧表面更加平整，进而增强其反射效果以实现光的高出光率。同时，通可实现金属反射镜的图形化，藉以改变光的反射路径，提高LED芯片的出光效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法
本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法。
技术介绍
随着LED技术的快速发展以及LED光效的逐步提高，LED的应用也越来越广泛。LED有源层产生光的机制是自发辐射，光在各个方向上随机辐射，使得只有少部分的光从LED芯片的正面出射，大量的光在芯片内部经过多次的反射被束缚在LED芯片内部，而束缚在LED芯片内部的光最终被半导体材料、有源层以及金属电极吸收，转化为热量。由于LED芯片封装的影响，通常只有正面出射的光能得到有效地利用，而底面和侧面逸出的光需通过反光杯反射至正面，为了避免芯片与反光杯之间固晶材料对光的吸收，可在芯片衬底的背面制备反射镜，例如金属反射镜、分布式布拉格反射镜(DBR)和全方位反射镜(ODR)。然而，由于大多数反射镜一般为平面结构，当光从高折射率的半导体材料向低折射率的封装材料传播时，受全反射效应的限制，只有少量的光能够透射。有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法，本案由此产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法，通过图形化反射镜作为增加反射光出射机率的有效方法，改变光的传播路线，使更多的光从芯片正面出射，提高芯片的出光效率。以解决现有技术中光的正面出射率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种基于图形化反射镜的LED芯片的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：<br>S01、提供一生长衬底；S02、层叠一外延叠层于所述生长衬底表面，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的腐蚀截止层、第一型限制层、有源层、第二型限制层和第二型窗口层，所述第一方向垂直于所述生长衬底，且由所述生长衬底指向所述外延叠层；S03、在所述第二型窗口层的表面生长一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层，且所述介质膜层具有若干个用于形成欧姆接触的介质孔；S04、在所述介质膜层表面制作一金属反射镜，所述金属反射镜通过所述介质孔内的欧姆接触材料与所述第二型窗口层形成欧姆接触；S05、在所述金属反射镜表面沉积形成一金属键合层；S06、提供一导电基板，并在所述导电基板的表面形成另一金属键合层；S07、将步骤S05所述的金属反射镜和步骤S06所述的导电基板通过金属键合工艺形成键合；S08、剥离所述生长衬底和腐蚀截止层，使所述第一型限制层裸露；S09、在所述第一型限制层的裸露面制作形成一第一电极；S10、在所述导电基板背离所述金属键合层的一侧表面制作形成一第二电极。优选地，所述步骤S03包括：S03-1、在所述第二型窗口层的表面沉积一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层；S03-2、在所述介质膜层的表面旋涂光刻胶，并通过光刻和蚀刻工艺以图形化所述介质膜层形成若干个贯穿所述介质膜层的所述介质孔；S03-3、蒸镀形成欧姆接触层，所述欧姆接触层分别沉积于所述介质孔内及所述光刻胶表面；S03-4、通过剥离去胶工艺去除所述介质膜层水平表面的光刻胶及与所述光刻胶连接的欧姆接触层。优选地，所述粘附层从所述介质膜的水平表面延伸所述介质孔的侧壁，所述介质孔内的欧姆接触材料通过所述粘附层黏附于所述介质孔，所述步骤S03包括：S03-1、在所述第二型窗口层的表面沉积一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层；S03-2、在所述介质膜层的表面旋涂光刻胶，并通过光刻和蚀刻工艺以图形化所述介质膜层形成若干个贯穿所述介质膜层的所述介质孔；S03-3、在所述介质孔的侧壁形成粘附层，用于提高欧姆接触材料在所述介质孔内的附着力；S03-4、蒸镀形成欧姆接触层，所述欧姆接触层分别沉积于所述介质孔内及所述光刻胶表面；S03-4、通过剥离去胶工艺去除所述介质膜水平表面的光刻胶及与所述光刻胶连接的欧姆接触层。S03-5、在所述介质膜的水平表面制作形成粘附层，用于提高所述金属反射镜与所述介质膜的粘附力。优选地，所述欧姆接触层的厚度与所述介质膜的厚度相同。优选地，在所述金属反射镜背离所述介质膜层的一侧表面设有金属阻挡层，所述金属阻挡层用于防止所述金属反射镜的金属材料在高温退火时被氧化团簇。优选地，所述金属阻挡层包括Ti、Pt、Au、Cu、Al及Nb中的一种或多种金属叠层。优选地，所述步骤S05所述的金属键合层包括In或Au中的至少一种。优选地，所述步骤S06所述的金属键合层包括Ti或Au中的至少一种，用于使步骤S07所述的金属键合工艺实现共晶键合。优选地，所述介质膜包括SiO2膜层，所述粘附层包括Al2O3层。优选地，所述粘附层的蒸镀速率为6-8A/s，包括端点值；所述粘附层的蒸镀温度为130-160℃，包括端点值。通过设置如上蒸镀速率和温度，藉以控制所述粘附层的表面的致密度和平整性；从而更好地实现所述金属反射镜的沉积。优选地，所述导电基板包括硅基板。优选地，各所述介质孔具有斜侧壁。本专利技术还提供了一种基于图形化反射镜的LED芯片，所述LED芯片是基于上述任一项所述的制作方法而制作形成。经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的基于图形化反射镜的LED芯片及其制作方法，通过在所述第二型窗口层的表面生长一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层，且所述介质膜层具有若干个用于形成欧姆接触的介质孔；所述金属反射镜通过所述介质孔内的欧姆接触材料与所述第二型窗口层形成欧姆接触，在确保所述金属反射镜与所述第二型窗口层形成良好的欧姆接触的同时，通过在介质膜和金属反射镜之间增加粘附层，藉以提高金属反射镜的金属材料与介质膜的粘附性，使金属反射镜靠近外延叠层的一侧表面更加平整，进而增强其反射效果以实现光的高出光率。同时，通过在所述介质膜层内形成若干个用于欧姆接触的介质孔，从而实现金属反射镜的图形化，藉以改变光的反射路径，提高LED芯片的出光效率。其次，通过剥离去胶工艺去除所述介质膜表面的光刻胶及与其连接的欧姆接触层，避免了在高温长时间退火过程中欧姆接触材料的扩散，使其影响金属反射镜的反射效率，进一步地确保所述金属反射镜与所述第二型窗口层形成良好的欧姆接触的同时，提升了所述金属反射镜的反射率；且该制作方法，简单、便捷，便于生产化。此外，所述粘附层从所述介质膜的水平表面延伸所述介质孔的侧壁，所述介质孔内的欧姆接触材料能更好地通过所述粘附层黏附于所述介质孔内。然后，通过所述欧姆接触层的厚度与所述介质膜的厚度相同的设置，使沉积于所述介质孔内的欧姆接触层与所述介质膜层的厚度匹配，从而消除消除高低差，使后续的键合工艺有效地填平键合空洞，降低LED芯片的电压。再次，在所述金属反射镜背离所述介质膜层的一侧表面设有金属阻挡层，所述金属阻挡层用于防止所述金属反射镜的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图形化反射镜的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：/nS01、提供一生长衬底；/nS02、层叠一外延叠层于所述生长衬底表面，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的腐蚀截止层、第一型限制层、有源层、第二型限制层和第二型窗口层，所述第一方向垂直于所述生长衬底，且由所述生长衬底指向所述外延叠层；/nS03、在所述第二型窗口层的表面生长一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层，且所述介质膜层具有若干个用于形成欧姆接触的介质孔；/nS04、在所述介质膜层表面制作一金属反射镜，所述金属反射镜通过所述介质孔内的欧姆接触材料与所述第二型窗口层形成欧姆接触；/nS05、在所述金属反射镜表面沉积形成一金属键合层；/nS06、提供一导电基板，并在所述导电基板的表面形成另一金属键合层；/nS07、将步骤S05所述的金属反射镜和步骤S06所述的导电基板通过金属键合工艺形成键合；/nS08、剥离所述生长衬底和腐蚀截止层，使所述第一型限制层裸露；/nS09、在所述第一型限制层的裸露面制作形成一第一电极；/nS10、在所述导电基板背离所述金属键合层的一侧表面制作形成一第二电极。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于图形化反射镜的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：
S01、提供一生长衬底；
S02、层叠一外延叠层于所述生长衬底表面，所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的腐蚀截止层、第一型限制层、有源层、第二型限制层和第二型窗口层，所述第一方向垂直于所述生长衬底，且由所述生长衬底指向所述外延叠层；
S03、在所述第二型窗口层的表面生长一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层，且所述介质膜层具有若干个用于形成欧姆接触的介质孔；
S04、在所述介质膜层表面制作一金属反射镜，所述金属反射镜通过所述介质孔内的欧姆接触材料与所述第二型窗口层形成欧姆接触；
S05、在所述金属反射镜表面沉积形成一金属键合层；
S06、提供一导电基板，并在所述导电基板的表面形成另一金属键合层；
S07、将步骤S05所述的金属反射镜和步骤S06所述的导电基板通过金属键合工艺形成键合；
S08、剥离所述生长衬底和腐蚀截止层，使所述第一型限制层裸露；
S09、在所述第一型限制层的裸露面制作形成一第一电极；
S10、在所述导电基板背离所述金属键合层的一侧表面制作形成一第二电极。


2.根据权利要求1所述的基于图形化反射镜的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤S03包括：
S03-1、在所述第二型窗口层的表面沉积一介质膜层，所述介质膜层包括沿所述第一方向依次层叠的介质膜和粘附层；
S03-2、在所述介质膜层的表面旋涂光刻胶，并通过光刻和蚀刻工艺以图形化所述介质膜层形成若干个贯穿所述介质膜层的所述介质孔；
S03-3、蒸镀形成欧姆接触层，所述欧姆接触层分别沉积于所述介质孔内及所述光刻胶表面；
S03-4、通过剥离去胶工艺去除所述介质膜层水平表面的光刻胶及与所述光刻胶连接的欧姆接触层。


3.根据权利要求1所述的基于图形化反...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凤丽，徐洲，王洪占，吴奇隆，蔡和勋，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32